衝擊鑽限位成孔銑槽結合鋼板樁的圍堰施工方法

2023-05-19 02:53:41

衝擊鑽限位成孔銑槽結合鋼板樁的圍堰施工方法
【專利摘要】本發明公開了一種衝擊鑽限位成孔銑槽結合鋼板樁的圍堰施工方法，其特徵是：利用鋼棧橋平臺和主橋鋼護筒作為支撐，採用衝擊鑽按照圍堰的平面位置進行限位成孔，通過兩次相錯位置上的限位成孔，在巖面河床上按圍堰平面位置形成用於固定鋼板樁的銑槽，在銑槽中逐一打插鋼板樁形成鋼板圍堰；再在銑槽中，位於鋼板樁圍堰的外側用袋裝粘土填充緊實；最後在鋼板樁圍堰內側澆築封底砼封底止水。本發明方法針對急速水流的施工條件，不需要由施工人員在水下作業封堵圍堰和河床巖面之間的空隙，避免了因作業人員在水下爆破河床巖石帶來的安全隱患，提高了施工安全性。
【專利說明】衝擊鑽限位成孔銑槽結合鋼板粧的圍堰施工方法

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種圍堰的施工方法，更具體地說是一種在急速水流中、河床無覆蓋、層巖面起伏較大、且水中墩承臺在河床巖面以下條件下的圍堰施工方法。

【背景技術】
[0002]在工程建設中，當承臺位於巖面河床以下時，常規方法是採用套箱、雙壁鋼圍堰、砼沉井在施工區域形成一個封閉的圍堰，在圍堰內河底澆築封底砼，凝結後將水抽乾，保證圍堰區域基本乾燥，以保證承臺的正常施工。
[0003]甘肅永靖縣鹽鍋峽黃河大橋位於鹽鍋峽水電站大壩下遊700m，由於施工期間正值夏季，水電站洩洪水流急速達6.5m/s,長年累月的衝刷造成大橋4#、5#水中墩處河床表層無覆蓋層、為中風化砂巖強度達800Kpa、且基巖面起伏較大，採用傳統圍堰施工工法封底砼困難、整體圍堰在激流水的衝擊下定位困難、承臺處基坑開挖無論採用爆破技術還是破碎錘機械開挖所造成的震動均會使得封底砼開裂，加上激流水的衝刷，常規圍堰方法無法達到封水的效果，作業工人的安全無法保證，也就無法滿足施工的需要。
[0004]在急速水流、河床無覆蓋層、巖面起伏較大、承臺埋置河床面以下的環境條件下，採用傳統的圍堰施工還沒有成功的公開報導。


【發明內容】

[0005]本發明是為避免上述現有技術所存在的不足之處，提供一種衝擊鑽限位成孔銑槽結合鋼板樁的圍堰施工方法，以解決以下技術難題:
[0006]一是水流急速條件下鋼板樁圍堰與起伏較大河床巖面之間密封止水的難題；
[0007]二是整體圍堰下沉因激流水的衝擊定位偏離的難題；
[0008]三是傳統的整體鋼套箱和砼圍堰在激流水環境下拆除的難題。
[0009]本發明為解決技術問題採用如下技術方案:
[0010]本發明衝擊鑽限位成孔銑槽結合鋼板樁的圍堰施工方法的特點是:利用鋼棧橋平臺和主橋鋼護筒作為支撐，採用衝擊鑽按照圍堰的平面位置進行限位成孔，通過兩次相錯位置上的限位成孔，在巖面河床上按圍堰平面位置形成用於固定鋼板樁的銑槽，在所述銑槽中逐一打插鋼板樁形成鋼板圍堰；再在所述銑槽中，位於鋼板樁圍堰的外側用袋裝粘土填充緊實；最後在鋼板樁圍堰內側澆築封底砼封底止水。
[0011]本發明衝擊鑽限位成孔銑槽結合鋼板樁的圍堰施工方法按如下步驟進行施工:
[0012]步驟1，在鋼棧橋平臺上精確測量劃線確定圍堰的平面位置；利用鋼棧橋平臺和主橋鋼護筒作為支撐，採用工字鋼製作限位橫架為衝擊鑽機提供作業位置；在所述限位橫架上，按照圍堰的平面位置，呈豎直設置鋼護筒作鑽孔限位筒，在所述限位橫架、鑽孔限位筒、主橋鋼護筒以及鋼棧橋平臺之間進行固定連接。
[0013]步驟2:在所述鋼棧橋平臺上配置錘頭式衝擊鑽機用於衝擊成孔，以所述鑽孔限位筒為導向，按所述圍堰的平面位置逐一成孔，通過兩次相錯位置上的限位成孔在河床巖石面上按圍堰所在位置銑出銑槽，利用高壓水槍吹去銑槽中的殘渣。
[0014]步驟3:製作鋼板樁限位架，所述鋼板樁限位架固定設置在主橋鋼護筒和棧橋鋼管樁基礎之間，在擬施工的圍堰的四個邊從上遊拐角處朝向所述銑槽中固定第一根轉角鋼板樁，再在所述銑槽中逐一打插入鋼板樁，在下遊處合攏成圍堰。
[0015]步驟4:在所述銑槽中，位於鋼板樁的外側填塞封口密實的袋裝粘土，並填塞緊實；向所述圍堰中泵送砼，一次成型形成封底砼。
[0016]步驟5:使用汙水泵在圍堰內進行抽水，觀察圍堰中局部滲漏水的位置，對於滲漏水位置採用木楔打入鋼板樁之間，並填塞黃油拌合物進行止水。
[0017]本發明衝擊鑽限位成孔銑槽結合鋼板樁的圍堰施工方法的特點也在於:所述銑槽的槽底標聞位於承臺底面標聞以下1.2m位置處。
[0018]本發明方法是在水流急速、河床無覆蓋層、巖面起伏比大、水中墩承臺處在河床巖面以下的複雜條件下，採用衝擊鑽限位兩次逐孔對巖面河床成孔銑槽，打插入鋼板樁，並在槽內澆築封底砼封水的圍堰施工方法，與已有技術相比，本發明有益效果體現在:
[0019]與傳統的各類圍堰技術相比，本發明有益效果體現在:
[0020]1、本發明在作業平臺上採用衝擊鑽機兩次逐孔銑槽，針對急速水流的施工條件，不需要由施工人員在水下作業封堵圍堰和河床巖面之間的空隙，避免了因作業人員在水下爆破河床巖石帶來的安全隱患，提高了施工安全性。
[0021]2、本發明採用履帶吊輔助振動錘打插單根鋼板樁，兩層型鋼限位架固定急流水中的單根鋼板樁，避免了採用整體鋼套箱下沉定位時受急流水衝擊的問題，每個施工環節施工難度低，使施工過程簡便快捷，施工質量易於把控。
[0022]3、本發明圍堰銑槽內填塞封底砼，外填塞砂土袋，既實現了圍堰隔水效果，又可將單根鋼板樁從圍堰中快速拔出，圍堰拆除方便，避免了整體鋼套箱或整體砼沉井需要水下作業拆除的工序，降低了安全風險。
[0023]4、本發明不需要在平臺處焊接整體鋼套箱或預製砼沉井，鋼板樁提前準備即可，縮短了施工工期，且鋼板樁可拔出後重複利用，避免了鋼套箱割除後只能當廢鐵，極大的降低了工程成本。
[0024]5、本發明打破了鋼板樁主要應用在臨江靠海有覆蓋層的淤泥質和砂層環境下的傳統方法，使得鋼板樁圍堰在堅硬巖石地質條件下也能得到應用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為本發明平面結構示意圖；
[0026]圖2為本發明施工過程示意圖；
[0027]圖3為本發明立面結構示意圖；
[0028]圖中標號:I鋼棧橋平臺，2主橋鋼護筒，3a限位橫架，3b鑽孔限位筒，3c鋼板樁限位架，4衝擊鑽機，5銑槽，6鋼管樁基礎，7鋼板樁，8袋裝粘土，9封底砼。

【具體實施方式】
[0029]參見圖1、圖2和圖3，本實施例中衝擊鑽限位成孔銑槽結合鋼板樁的圍堰施工方法是:利用鋼棧橋平臺I和主橋鋼護筒2作為支撐，採用衝擊鑽按照圍堰的平面位置進行限位成孔，通過兩次相錯位置上的限位成孔，在巖面河床上按圍堰平面位置形成用於固定鋼板樁的銑槽5，在銑槽中逐一打插鋼板樁形成鋼板圍堰；再在所述銑槽中，位於鋼板樁圍堰的外側用袋裝粘土 8填充緊實；最後在鋼板樁圍堰內側澆築封底砼封底止水。
[0030]本實施例中，具體實施按如下步驟進行:
[0031]步驟1，在鋼棧橋平臺I上精確測量劃線確定圍堰的平面位置，圍堰的平面位置要求每個邊比承臺邊寬出0.5m ;利用鋼棧橋平臺I和主橋鋼護筒2作為支撐，採用工字鋼製作限位橫架3a為衝擊鑽機4提供作業位置；在限位橫架3a上，按照圍堰的平面位置，呈豎直設置鋼護筒作鑽孔限位筒3b，在限位橫架3a、鑽孔限位筒3b、主橋鋼護筒2以及鋼棧橋平臺I之間進行固定連接。
[0032]步驟2:在鋼棧橋平臺I上配置錘頭式衝擊鑽機4用於衝擊成孔，以鑽孔限位筒3b為導向，按圍堰的平面位置逐一成孔，通過兩次相錯位置上的限位成孔在河床巖石面上按圍堰所在位置銑出銑槽5，利用壓力不小於5MPa的高壓水槍吹去銑槽5中的殘渣；銑槽5的槽底標高位於承臺底面標高以下1.2m位置處，保證各銑槽5的槽底標標高一致性，使鋼板樁底標高處在同一水平線上。設置衝擊鑽機4的錘頭直徑為0.Sm，鑽孔限位筒3b採用直徑為Im的鋼護筒，成孔位置誤差在2cm以內。
[0033]步驟3:採用兩層槽鋼製作鋼板樁限位架3c，鋼板樁限位架3c固定設置在主橋鋼護筒2和棧橋鋼管樁基礎6之間，以防止激流水的衝擊使鋼板樁發生擺動，在擬施工的圍堰的四個邊從上遊拐角處，朝向銑槽5中固定第一根轉角鋼板樁，再在銑槽5中逐一打插入鋼板樁7，在下遊處合攏成圍堰；具體施工中採用50t履帶吊輔助振動錘打插鋼板樁，相鄰的鋼板樁咬口處塗抹木質鋸沫和黃油拌合物形成封閉。在水面處和承臺以上0.5m處各設置一道鋼圍檁，在圍堰拐角處採用三角鋼斜撐，確保鋼圍堰在水深7m左右的情況下不變形剛度滿足要求。
[0034]步驟4:在銑槽5中，位於鋼板樁7的外側填塞封口密實的袋裝粘土 8，並填塞緊實，以此避免封底砼漫流到槽內鋼板樁的外側，從而造成鋼板樁被砼窩裹後拔出困難，並且避免承臺處堅硬巖石破碎錘開挖的震動不至於破壞封底砼出現裂紋滲水；隨後，向圍堰中泵送砼，一次成型形成封底砼9。
[0035]步驟5:使用汙水泵在圍堰內進行抽水，觀察圍堰中局部滲漏水的位置，對於滲漏水位置採用木楔打入鋼板樁7之間，並填塞黃油拌合物進行止水。
【權利要求】
1.一種衝擊鑽限位成孔銑槽結合鋼板樁的圍堰施工方法，其特徵是:利用鋼棧橋平臺(I)和主橋鋼護筒(2)作為支撐，採用衝擊鑽按照圍堰的平面位置進行限位成孔，通過兩次相錯位置上的限位成孔，在巖面河床上按圍堰平面位置形成用於固定鋼板樁的銑槽，在所述銑槽中逐一打插鋼板樁形成鋼板圍堰；再在所述銑槽中，位於鋼板樁圍堰的外側用袋裝粘土(8)填充緊實；最後在鋼板樁圍堰內側澆築封底砼(9)封底止水。
2.根據權利要求1所述的衝擊鑽限位成孔銑槽結合鋼板樁的圍堰施工方法，其特徵是按如下步驟進行施工: 步驟1，在鋼棧橋平臺(I)上精確測量劃線確定圍堰的平面位置；利用鋼棧橋平臺(I)和主橋鋼護筒(2)作為支撐，採用工字鋼製作限位橫架(3a)為衝擊鑽機(4)提供作業位置；在所述限位橫架(3a)上，按照圍堰的平面位置，呈豎直設置鋼護筒作鑽孔限位筒(3b)，在所述限位橫架(3a)、鑽孔限位筒(3b)、主橋鋼護筒⑵以及鋼棧橋平臺⑴之間進行固定連接； 步驟2:在所述鋼棧橋平臺(I)上配置錘頭式衝擊鑽機(4)用於衝擊成孔，以所述鑽孔限位筒(3b)為導向，按所述圍堰的平面位置逐一成孔，通過兩次相錯位置上的限位成孔在河床巖石面上按圍堰所在位置銑出銑槽(5)，利用高壓水槍吹去銑槽(5)中的殘渣； 步驟3:製作鋼板樁限位架(3c)，所述鋼板樁限位架(3c)固定設置在主橋鋼護筒(2)和棧橋鋼管樁基礎(6)之間，在擬施工的圍堰的四個邊從上遊拐角處朝向所述銑槽(5)中固定第一根轉角鋼板樁，再在所述銑槽(5)中逐一打插入鋼板樁(7)，在下遊處合攏成圍堰； 步驟4:在所述銑槽(5)中，位於鋼板樁(7)的外側填塞封口密實的袋裝粘土(8)，並填塞緊實；向所述圍堰中泵送砼，一次成型形成封底砼(9)； 步驟5:使用汙水泵在圍堰內進行抽水，觀察圍堰中局部滲漏水的位置，對於滲漏水位置採用木楔打入鋼板樁(7)之間，並填塞黃油拌合物進行止水。
3.根據權利要求1或2所述的衝擊鑽限位成孔銑槽結合鋼板樁的圍堰施工方法，其特徵是:所述銑槽(5)的槽底標高位於承臺底面標高以下1.2m位置處。
【文檔編號】E02D19/04GK104196044SQ201410453462
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月5日 優先權日:2014年9月5日
【發明者】陳文尹, 蔣韋平, 林先明 申請人:中鐵四局集團有限公司